Entro il 2029 IBM promette il primo computer quantistico fault-tolerant capace di correggere gli errori in tempo reale e rivoluzionare calcolo, ricerca e industria

IBM ha annunciato che entro il 2029 renderà operativo il primo sistema di calcolo quantistico fault-tolerant, un traguardo che rappresenta una svolta significativa nel campo della computazione quantistica. Questo sistema sarà in grado di eseguire calcoli complessi con un'affidabilità finora irraggiungibile, grazie alla capacità di correggere automaticamente gli errori che si verificano durante le operazioni quantistiche.

Il concetto di fault tolerance nel calcolo quantistico

La fault tolerance, o tolleranza agli errori, è una caratteristica fondamentale per i computer quantistici, poiché i qubit, le unità di informazione quantistica, sono estremamente sensibili a disturbi esterni come variazioni di temperatura, vibrazioni e interferenze elettromagnetiche. Questi disturbi possono causare errori nei calcoli, compromettendo l'affidabilità dei risultati. Un sistema fault-tolerant è progettato per identificare e correggere automaticamente questi errori, garantendo così la precisione delle operazioni.

La roadmap di IBM verso il 2029

IBM ha delineato una roadmap dettagliata per raggiungere l'obiettivo di un sistema quantistico fault-tolerant entro il 2029. Questa roadmap prevede lo sviluppo di nuovi processori quantistici con un numero crescente di qubit e l'implementazione di tecniche avanzate di correzione degli errori. Tra i passi significativi già compiuti, IBM ha presentato il processore quantistico Heron a 133 qubit, che rappresenta un'importante evoluzione rispetto ai modelli precedenti. Heron è stato progettato per migliorare la coerenza dei qubit e ridurre il rumore quantistico, due fattori critici per la realizzazione di un sistema fault-tolerant.

Collaborazioni strategiche e sviluppi internazionali

Il progresso verso un calcolo quantistico fault-tolerant non è limitato a IBM. Altre aziende e istituzioni stanno lavorando su progetti simili. Ad esempio, il centro di ricerca SQMS, guidato dalla scienziata italiana Anna Grassellino, ha avviato una collaborazione con IBM per sviluppare tecnologie chiave necessarie alla costruzione di un computer quantistico fault-tolerant. Questa partnership mira a combinare le competenze di entrambe le organizzazioni per accelerare lo sviluppo di sistemi quantistici avanzati.

Inoltre, aziende come IQM Quantum Computers e PsiQuantum stanno perseguendo obiettivi analoghi. IQM ha annunciato un programma di sviluppo che mira a raggiungere la fault tolerance entro il 2030, con l'obiettivo di aumentare il numero di qubit fino a un milione. PsiQuantum, invece, ha pianificato la realizzazione del primo computer quantistico fault-tolerant su scala industriale in Australia, con un investimento significativo da parte dei governi australiani.

Implicazioni per la ricerca e l'industria

L'implementazione di sistemi di calcolo quantistico fault-tolerant avrà un impatto profondo su diversi settori. In ambito scientifico, permetterà di simulare sistemi complessi, come le interazioni subatomiche e molecolari, con una precisione senza precedenti. Questo potrebbe portare a scoperte significative nella fisica, nella chimica e nella biologia. Nel settore industriale, il calcolo quantistico potrebbe rivoluzionare la progettazione di nuovi materiali, l'ottimizzazione dei processi produttivi e lo sviluppo di farmaci innovativi.

Sfide tecniche e prospettive future

Nonostante i progressi, la realizzazione di un sistema quantistico fault-tolerant presenta ancora numerose sfide. Tra queste, la necessità di mantenere i qubit stabili per periodi sufficientemente lunghi, la gestione del rumore quantistico e l'integrazione di un numero elevato di qubit in un sistema coerente. IBM e i suoi partner stanno investendo risorse significative per superare questi ostacoli, sviluppando nuove architetture hardware e algoritmi di correzione degli errori più efficienti.